Ученые научились управлять молниями с помощью лазерного луча

Это может стать новым витком развития громоотводов.

Веками наши предки использовали громоотводы для управления ударами молнии, однако сегодня ученые вышли на новый уровень — гигантские металлические палки уходят в прошлое, а на смену им пришли «огромные бластеры», пишет New Atlas (перевод - «Фокус»).

Молния, пожалуй, одно из самых энергичных природных явлений, в процессе которого за долю секунды высвобождаются миллионы вольт, что конечно же может быть разрушительным — отключение электричества, пожары, травмы и даже смерти. Веками лучшим способом защититься от молнии считался громоотвод — огромная металлическая палка, прикрепленная к самому высокому зданию. Эта простая конструкция, по сути, притягивает электричество и безопасно направляет его в землю.

Однако одной из проблем является то, что подобные громоотводы имеют ограниченный радиус действия — например, 10-метровый громоотвод способен защитить лишь территорию радиусом в 10 метров вокруг себя. То есть для защиты крупного здания или аэропорта фактически потребуется гигантский громоотвод. Но похоже ученые нашли выход.

Группа исследователей продемонстрировали работу новой более эффективной системы — по сути, ученые научились отклонять разряды молнии с помощью мощного лазера, направленного в небо. По словам автора исследования Жан-Пьера Вольфа, лазерный громоотвод (LLR) представляет собой луч лазера, направленный в облака во время шторма — таким образом он прокладывает путь наименьшего сопротивления для прохождения электричества. Более того, лазерный луч может простираться намного дальше, чем громоотвод, а значит и защищать большую территорию.

Ученые объясняют, что когда в атмосферу излучаются лазерные импульсы высокой мощности, внутри луча образуется нити очень интенсивного света — эти нити пронизывают молекулы азота и кислорода, которые присутствуют в воздухе, они в свою очередь высвобождают свободные электроны для движения. В итоге ионизированный воздух, который также называют «плазмой», становится электрическим проводником.

Для демонстрации своей концепции ученые разработали лазерную систему со средней мощностью 1 кВт и пульсирующую приблизительно тысячу раз в секунду, высвобождая 1 джоуль энергии за импульс. Лазерную систему установили на вершине Зентиса, который является самой высокой горой в Швейцарских Альпах. Ученые отмечают, что лазер был установлен рядом с башней, которая ежегодно привлекает порядка сотни ударов молнии.

Тестирование системы продолжалось с июня по сентябрь 2021 года — в это время по региону как раз пронеслись штормы. Исследователи отмечают, что лазер был направлен в небо рядом с вершиной башни — основной целью было попытаться привлечь молнию к лучу до того, как она достигнет обычного громоотвода башни. За период тестирования ученые зафиксировали четыре удара молнии.

По словам Вольфа, они с коллегами обнаружили, что после первого случая лазерной молнии разряд может следовать за лучом почти 60 метров, прежде чем достигнет башни — то есть радиус защитной поверхности увеличивается с 120 до 180 метров.

Отметим, что идея использования лазеров в качестве громоотводов не нова, и уже даже показала многообещающие результаты в лабораторных экспериментах. Однако данное исследование является первым, когда исследователям удалось использовать лазерную систему в реальном мире.

К слову, некоторые исследователи предполагают, что графеновые лучи могли бы справиться с этой задачей лучше лазерных, однако для того, чтобы проверить это потребуется больше экспериментов и более сложные установки.

Вольф также отмечает, что они к командой планируют одолжить работу, так как конечной точкой их исследования является расширение зоны влияния 10-метрового громоотвода на 500 метров.